Streaming核心原理--批次、窗口

Spark Streaming实战

1. WordCount

1.1. 需求&准备

图解

● 首先在linux服务器上安装nc工具
nc是netcat的简称，原本是用来设置路由器,我们可以利用它向某个端口发送数据
yum install -y nc
● 启动一个服务端并开放9999端口,等一下往这个端口发数据
nc -lk 9999
● 发送数据

1.2. 代码实现：

import org.apache.spark.streaming.dstream.{DStream, ReceiverInputDStream}
import org.apache.spark.{SparkConf, SparkContext}
import org.apache.spark.streaming.{Seconds, StreamingContext}

object WordCount {
def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1.创建StreamingContext
    //spark.master should be set as local[n], n > 1
    val conf = new SparkConf().setAppName("wc").setMaster("local[*]")
    val sc = new SparkContext(conf)
    sc.setLogLevel("WARN")
    val ssc = new StreamingContext(sc,Seconds(5))//5表示5秒中对数据进行切分形成一个RDD
    //2.监听Socket接收数据
    //ReceiverInputDStream就是接收到的所有的数据组成的RDD,封装成了DStream,接下来对DStream进行操作就是对RDD进行操作
    val dataDStream: ReceiverInputDStream[String] = ssc.socketTextStream("192.168.72.131",9999)
    //3.操作数据
    val wordDStream: DStream[String] = dataDStream.flatMap(_.split(" "))
    val wordAndOneDStream: DStream[(String, Int)] = wordDStream.map((_,1))
    val wordAndCount: DStream[(String, Int)] = wordAndOneDStream.reduceByKey(_+_)
    wordAndCount.print()
    ssc.start()//开启
    ssc.awaitTermination()//等待停止
  }
}

1.3. 执行

1.在192.168.72.131 地址的机器上先执行nc -lk 9999
2.然后执行代码
3.不断的在1中输入不同的单词
hadoop spark sqoop hadoop spark hive hadoop
4.观察IDEA控制台输出
sparkStreaming每隔5s计算一次当前5s内的数据，然后将每个批次的数据输出
效果如下：

2. updateStateByKey

2.1. 问题

在上面的那个案例中存在这样一个问题：
每个批次的单词次数都被正确的统计出来，但是结果不能累加！
如果需要累加需要使用updateStateByKey(func)来更新状态.

2.2. 代码实现

object WordCount2 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1.创建StreamingContext
    //spark.master should be set as local[n], n > 1
    val conf = new SparkConf().setAppName("wc").setMaster("local[*]")
    val sc = new SparkContext(conf)
    sc.setLogLevel("WARN")
    val ssc = new StreamingContext(sc,Seconds(5))//5表示5秒中对数据进行切分形成一个RDD
    //requirement failed: ....Please set it by StreamingContext.checkpoint().
    //注意:我们在下面使用到了updateStateByKey对当前数据和历史数据进行累加
    //那么历史数据存在哪?我们需要给他设置一个checkpoint目录
    ssc.checkpoint("e://checkpoint")//开发中HDFS
    //2.监听Socket接收数据
    //ReceiverInputDStream就是接收到的所有的数据组成的RDD,封装成了DStream,接下来对DStream进行操作就是对RDD进行操作
    val dataDStream: ReceiverInputDStream[String] = ssc.socketTextStream("192.168.72.131",9999)
    //3.操作数据
    val wordDStream: DStream[String] = dataDStream.flatMap(_.split(" "))
    val wordAndOneDStream: DStream[(String, Int)] = wordDStream.map((_,1))
    //val wordAndCount: DStream[(String, Int)] = wordAndOneDStream.reduceByKey(_+_)
    //====================使用updateStateByKey对当前数据和历史数据进行累加====================
    val wordAndCount: DStream[(String, Int)] =wordAndOneDStream.updateStateByKey(updateFunc)
    wordAndCount.print()
    ssc.start()//开启
    ssc.awaitTermination()//等待优雅停止
  }
  //currentValues:当前批次的value值,如:1,1,1 (以测试数据中的hadoop为例)
  //historyValue:之前累计的历史值,第一次没有值是0,第二次是3
  //目标是把当前数据+历史数据返回作为新的结果(下次的历史数据)
  def updateFunc(currentValues:Seq[Int], historyValue:Option[Int] ):Option[Int] ={
    val result: Int = currentValues.sum + historyValue.getOrElse(0)
    Some(result)
  }
}

2.3. 执行

1.在192.168.72.131 地址的机器上先执行nc -lk 9999
2.然后执行以上代码
3.不断的在1中输入不同的单词，
hadoop spark sqoop hadoop spark hive hadoop
4.观察IDEA控制台输出
sparkStreaming每隔5s计算一次当前5s内的数据，然后将每个批次的结果数据累加输出。执行效果如下：

3. reduceByKeyAndWindow

3.1. 图解

滑动窗口转换操作的计算过程如下图所示，我们可以事先设定一个滑动窗口的长度(也就是窗口的持续时间)，并且设定滑动窗口的时间间隔(每隔多长时间执行一次计算)，比如设置滑动窗口的长度(也就是窗口的持续时间)为24H,设置滑动窗口的时间间隔(每隔多长时间执行一次计算)为1H，那么意思就是:每隔1H计算最近24H的数据。

3.2. 代码演示

import org.apache.spark.streaming.dstream.{DStream, ReceiverInputDStream}
import org.apache.spark.streaming.{Seconds, StreamingContext}
import org.apache.spark.{SparkConf, SparkContext}

object wordCount3 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1.创建StreamingContext
    //spark.master should be set as local[n], n > 1
    val conf = new SparkConf().setAppName("wc").setMaster("local[*]")
    val sc = new SparkContext(conf)
    sc.setLogLevel("WARN")
    val ssc = new StreamingContext(sc,Seconds(5))//5表示5秒中对数据进行切分形成一个RDD
    //2.监听Socket接收数据
    //ReceiverInputDStream就是接收到的所有的数据组成的RDD,封装成了DStream,接下来对DStream进行操作就是对RDD进行操作
    val dataDStream: ReceiverInputDStream[String] = ssc.socketTextStream("192.168.72.131",9999)
    //3.操作数据
    val wordDStream: DStream[String] = dataDStream.flatMap(_.split(" "))
    val wordAndOneDStream: DStream[(String, Int)] = wordDStream.map((_,1))
    //4.使用窗口函数进行WordCount计数
    //reduceFunc: (V, V) => V,集合函数
    //windowDuration: Duration,窗口长度/宽度
    //slideDuration: Duration,窗口滑动间隔
    //注意:windowDuration和slideDuration必须是batchDuration的倍数
    //windowDuration=slideDuration:数据不会丢失也不会重复计算==开发中会使用
    //windowDuration>slideDuration:数据会重复计算==开发中会使用
    //windowDurationa+b,Seconds(10),Seconds(5))
    wordAndCount.print()
    ssc.start()//开启
    ssc.awaitTermination()//等待优雅停止
  }
}

3.3. 执行

1.先执行nc -lk 9999
2.然后执行以上代码
3.不断的在1中输入不同的单词
hadoop spark sqoop hadoop spark hive hadoop
4.观察IDEA控制台输出
现象：sparkStreaming每隔5s计算一次当前在窗口大小为10s内的数据，然后将结果数据输出。效果如下：

3.4. 统计一定时间内的热门词汇TopN

3.4.1. 需求
模拟百度热搜排行榜

• 统计最近10s的热搜词Top3，每隔5秒计算一次
• WindowDuration = 10s
• SlideDuration = 5s 

3.4.2. 代码演示

object WordCount4 {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1.创建StreamingContext
    //spark.master should be set as local[n], n > 1
    val conf = new SparkConf().setAppName("wc").setMaster("local[*]")
    val sc = new SparkContext(conf)
    sc.setLogLevel("WARN")
    val ssc = new StreamingContext(sc,Seconds(5))//5表示5秒中对数据进行切分形成一个RDD
    //2.监听Socket接收数据
    //ReceiverInputDStream就是接收到的所有的数据组成的RDD,封装成了DStream,接下来对DStream进行操作就是对RDD进行操作
    val dataDStream: ReceiverInputDStream[String] = ssc.socketTextStream("192.168.72.131",9999)
    //3.操作数据
    val wordDStream: DStream[String] = dataDStream.flatMap(_.split(" "))
    val wordAndOneDStream: DStream[(String, Int)] = wordDStream.map((_,1))
    //4.使用窗口函数进行WordCount计数
    val wordAndCount: DStream[(String, Int)] = wordAndOneDStream.reduceByKeyAndWindow((a:Int,b:Int)=>a+b,Seconds(10),Seconds(5))
    val sorteDStream: DStream[(String, Int)] = wordAndCount.transform(rdd => {
      val sortedRDD: RDD[(String, Int)] = rdd.sortBy(_._2, false) //逆序/降序
      println("===============top3==============")
      sortedRDD.take(3).foreach(println)
      println("===============top3==============")
      sortedRDD
    }
    )
    //No output operations registered, so nothing to execute
    sorteDStream.print
    ssc.start()//开启
    ssc.awaitTermination()//等待优雅停止
  }

}

3.4.3. 执行

1.先执行nc -lk 9999
2.然后在执行以上代码
3.不断的在1中输入不同的单词
hadoop spark sqoop hadoop spark hive hadoop
4.观察IDEA控制台输出，效果如下: